教学课程资源库 更多>>

关键词： 矿山掘进   光面爆破   乳化炸药   约束条件   殉爆距离  

摘要： 在矿山掘进爆破工程中，光面爆破通常使用导爆索传爆，这种工艺施工效率低，耗费大量爆破器材，增加矿山的生产成本，可以通过利用炸药殉爆特性完成孔内炸药传爆解决此问题。采用不同约束材料下乳化炸药殉爆实验和岩石中炸药殉爆过程数值模拟结合的研究方法，以稳定殉爆距离为评判指标，分析约束条件、不耦合系数等因素对炸药殉爆距离的影响，得到不同直径和长度的乳化炸药在炮孔中的稳定殉爆距离。通过研究得出以下结论：约束条件对炸药殉爆距离影响十分显著，约束条件越好，乳化炸药殉爆距离越大；径向不耦合系数一定的条件下，乳化炸药直径对殉爆距离影响较小，炸药殉爆距离随药卷直径增大而增加；乳化炸药的殉爆距离随径向不耦合系数增加而减小，随药卷长度增加而增加。进行工业试验验证，将炸药间隔距离设置为70cm，结果表明使用殉爆传爆法与采用导爆索传爆的常规施工方法相比，顶板孔光面爆破所用爆破器材成本降低33.1元/米，降低了36.1％。

关键词： 动水砂化区   斜井井筒   浆液扩散   帷幕厚度   截流效果  

摘要： 矿山帷幕注浆具有典型的隐蔽工程特点，尤其在斜井过动水砂化区复杂地质条件下，其技术参数的确定存在较大盲目性。研究动水砂化区帷幕截流机理及关键技术参数对我国西部煤矿斜井井筒防治水具有重要意义。以曹家滩煤矿砂化区斜井帷幕注浆防治水为工程背景，建立了考虑浆液黏度时变与渗滤效应长时耦合作用下的动水砂层浆液扩散模型，探究了动水流速、注浆压力对砂层注浆扩散半径的影响，阐明了不同帷幕厚度下斜井帷幕区动水流场响应规律，确定了动水砂化区斜井注浆孔距和帷幕厚度。结果表明：(1)动水砂层注浆条件下，浆液水平方向扩散形态呈“类椭圆形”，垂直方向呈“龙卷风形”。当动水流速增至0.2 m/s后，单孔注浆逆水方向无法有效固结封堵。(2)增大注浆压力在一定程度上能够抵消动水的冲刷作用。但当注浆压力增至0.5 MPa后，受砂层注浆特性影响，浆液扩散距离增幅减小。(3)随着帷幕厚度的增加，斜井帷幕区动水流场影响范围减小，水位下降显著，涌水量呈负指数下降趋势。(4)结合工程实际，确定了动水砂化区斜井帷幕注浆孔间排距2.0m，最小安全帷幕厚度6.0m。现场工业性试验表明，治理区域取芯率>80%，涌水量衰减85.6%，浆液固结程度高、帷幕截流效果显著，验证了关键技术参数选取的合理性。研究成果可为类似工程提供理论依据和实践参考。

关键词： 预裂爆破   地应力   成缝机制   理论模型   数值模拟  

摘要： 地应力显著影响岩体爆破裂纹的扩展行为和分布特征，导致深部岩体超/欠挖等问题。本文基于弹性力学平面应变问题假设，建立了地应力下岩体预裂爆破理论模型。通过Laplace变换和数值反演的方法分析了爆炸应力波的衰减规律，讨论了地应力对岩体预裂爆破应力场分布的影响。此外，采用显式动力学有限元方法模拟了静水压力和非静水压力条件下，岩体预裂爆破的压力演化过程和裂纹扩展行为，并通过Hough变换的方法定量表征了爆炸裂纹的分布特征。研究结果表明：深部岩体预裂爆破成缝困难主要是由于地应力削弱了爆炸引起的切向拉应力作用，孔间岩体质点因切向位移受限而无法形成拉伸破裂面，拉伸破裂成缝机制通过切向拉应力演化和质点位移矢量变化得以验证。基于应力波叠加破坏理论提出的预裂爆破孔间成缝准则可以预测岩体孔间裂纹是否贯穿，得到的不同地应力条件下装药直径和孔距的关系可用于指导预裂孔布置方式，从而为深部岩体预裂爆破提供理论指导。

关键词： 双筒深竖井   交互式建模   施工因素   应力变形   敏感性分析  

摘要： 深竖井作为水工岩土工程中一种常见的地下工程型式，其应力变形及安全性问题受到广泛关注。依托某引调水工程，对临近水库的双筒深竖井应力变形规律展开研究分析。首先借助多种软件平台，开展交互式建模，构建能反映实际复杂条件下的双筒深竖井三维数值模型，继而分别研究了不同施工因素对双筒竖井结构应力变形的影响规律，并对不同影响因素展开参数敏感性分析。研究结果表明：地连墙分幅是双筒竖井施工过程中的最敏感因素，地连墙嵌固深度次之，施工顺序和分节开挖高度对施工的影响较小，在竖井施工过程中，尤其要注意地连墙分幅的影响。本研究可为类似水工岩土工程的应力变形研究提供有益的参考。

关键词： 跌流式竖井泄洪洞   环形溢流堰   堰顶直径   堰流   孔流   水力特性  

摘要： 跌流式竖井泄洪洞在抽水蓄能电站中应用广泛，但其进口的环形溢流堰直径设计无相关设计导则和规范借鉴，堰顶直径大小对溢流堰水力特性的影响研究有待深入。以某跌流式竖井泄洪洞为例，首先采用物理模型试验揭示了溢流堰随堰顶水头变化呈现的不同流态，随后应用三维CFD数值模拟方法研究了堰顶直径分别为2、2.5、3倍竖井直径时溢流堰的水力特性。结果表明：环形溢流堰流态随堰上水头增大依次呈现自由堰流、受阻堰流、淹没堰流和孔流，流量系数依次减小。在堰流流态下，溢流堰六股水舌交汇后在竖井中心自由跌落，隔流墩尾部形成倒三角形进气通道；当水舌交汇程度增大，交汇中心形成低流速区，流态从自由堰流转化为受阻堰流；当堰流处于淹没状态时，流态转化为淹没堰流，交汇中心低流速区范围增大；当溢流堰下水位高于溢流堰堰顶高程，水流完全淹没竖井口，水流在淹没水头的压力作用下进入竖井，此时流态转变为孔流。随堰顶直径增大，溢流堰水舌交汇位置降低，溢流堰流态可从孔流向淹没堰流、受阻堰流过渡，泄流能力逐渐增大；当溢流堰处于堰流流态时，增大堰顶直径可降低溢流堰面负压，溢流堰过流能力略有降低。研究成果可为跌流式竖井泄洪洞溢流堰体型与尺寸设计提供借鉴依据。

关键词： TBM隧洞   管片衬砌   修正惯用法   梁-弹簧法   三维有限元法  

摘要： TBM隧洞管片衬砌结构计算是衬砌设计的重要环节。本文结合华南地区某引调水隧洞工程实例，分别使用修正惯用法、梁-弹簧法及三维有限元法建立管片结构计算模型，对比各方法下衬砌结构计算内力、变形等特征，并研究了拼装错缝角度对管片衬砌结构内力的影响。计算结果表明：各方法计算所得结构最大轴力及最大剪力较为接近，整体结构最大弯矩及最大变形大小顺序为：修正惯用法 > 梁-弹簧法 > 三维有限元法；根据内力计算结果，修正惯用法设计所得结果安全储备较高，计算简便，可用于工程初步设计；三维有限元法适用于管片的精准计算与初步设计校核，可以研究管片细部结构受力特点；梁-弹簧法计算结果处于两者之间，相对较为经济，比修正惯用法能更为精准的反映管片间接头的刚度贡献，同时比三维有限元模型更为简单，使用较为方便，适用于工程设计；同时梁-弹簧法最大弯矩受错缝效应影响相较于三维有限元法更为明显。

关键词： 水库   除险加固   混凝土防渗墙   施工技术  

摘要： 中国境内分布着众多大中小型水库。这些水库中,许多因建设年代久远,在建筑结构和施工设计上存在诸多瑕疵。此外,长期使用而缺乏有效的管理和维护,使得这些问题愈加严重,水库安全隐患日增,迫切需要进行加固处理。在实施水库除险加固工程时,混凝土防渗墙施工技术是一种广泛应用的有效方法。本文结合工程案例探讨了混凝土防渗墙施工技术在水库除险加固中的相关应用。

关键词： 淤泥土地基   围堰   PC工法桩   数值分析   监测   变形  

摘要： 对于沿海地区水利工程中的深厚淤泥土地基，常用的双排钢板桩围堰结构存在结构整体刚度偏低、不易拆除和费用较高等缺点。为此，提出一种新型双排PC工法桩围堰结构，该围堰结构具有整体刚度高、结构变形小和工程造价低等优点。以北深泓闸下游围堰工程为例，该工程地基含有深厚淤泥质土，通过数值模拟分析，比较双排钢板桩围堰和新型双排PC工法桩围堰方案的变形性能，并将新型双排PC工法桩围堰应用于该工程。对监测数据的分析结果验证了在深厚淤泥土地基中采用新型双排PC工法桩围堰结构的有效性。研究结果对类似工程的安全维护和效益提升具有重要意义，可为沿海地区同类围堰工程提供有益参考。